从化学素养说起

2017-09-06吴俊明

化学教学 2017年7期

摘要：阐述了化学素养的界定、层次以及有关的思维方法。化学素养含有跟社会联系的内容，但不足以满足培养核心素养的需要。学科核心素养是学科教学中应该注意培养的核心素养，是对“三维目标”的超越，不能把化学素养当作化学学科核心素养。学科核心素养的基本组成模块、形成基础、培育关键及其与学生发展核心素养的关系；不同学科核心素养的协同作用以及学生发展核心素养的结构。

关键词：化学素养；学科核心素养；化学学科核心素养；学生发展核心素养

文章编号：1005–6629（2017）7–0003–06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 从化学素养说起

常听到有人说某人“化学素养很好，搞化学来事”或者“化学素养很好，学得不错”……什么是化学素养？细细想来，化学素养主要应该有两个层次：一个是针对从事化学专业的人说的，可相应称为专业化学素养；一个是针对非化学专业的社会公民说的，可相应称为公民化学素养。它们的要求不同，衡量标准自然不一样，界定也会有所不同。青少年学生作为新生一代，在化学无所不在的当今社会，自然必须具备公民化学素养；他们中有一部分人将来可能从事跟化学有关的职业，会需要具备水平较高的专业化学素养。我们对这两类化学素养都必须有所了解，弄清它们的具体内容，才能对化学素养作出比较准确的界定，也才能搞好化学教育教学来满足个体发展和社会发展的需要。

1.1 确定化学素养具体内容的思维方法

专业化学素养和公民化学素养有哪些具体内容？怎样确定化学素养的具体内容？笔者认为，要确定化学素养的具体内容，不妨从素养的本质属性着手，由什么是素养开始我们的思考。素养是通过活动形成和发展的、稳定的、能长期发挥作用，作为人生存和进一步发展基础的基本品质。这里的品质包括品格和能力两个方面：品格是人的思想、认识、语言、举止、态度、情操、意志、兴趣、追求等等所表现出的一定水准的品质，大体上可以分为思想认识、情意趣求、行为态度等3个相互联系的方面；能力是以知识技能为基础在活动中形成和发展的、能保证活动取得成功并影响活动效率的个性心理品质[1]。品格和能力的形成、存在、表现和发展都离不开活动。因此，素养的具体内容是跟活动联系在一起的。

著名的德国哲学家黑格尔（G. W. F. Hegel，1770～1831）说过：“我们对历史最初的一瞥，便使我们深信人类的行动都发生于他们的需要、他们的热情、他们的兴趣、他们的个性和才能”；“当然，这类需要、热情和兴趣，便是一切行动的唯一源泉”。他认为，“假如没有热情，世界上一切伟大的事业都不会成功。因此有两个因素就成为我们考察的对象：第一是那个‘观念，第二是人类的热情，这两者交织成世界历史的经纬线”[2]。其中的“观念”是指理性的自由本性，既是最初的目的，又是最后的目的即结果；其中的“热情”是指由于需要而引起的人类活动[3]。“这里好比一个三段论式，活动是它的中间名词，它的一端是普遍的东西，就是‘观念，它休息在‘精神的内部；另一端就是一般的‘外在性，就是客观的物质。活动是中心，普遍的、内在的东西从而过渡到‘客观性的领域”。“观念”和“物质”通过“活动”的中介，特别是工具的作用实现相互转化。由此可以推定，要确定化学素养的具体内容，除了要考察化学活动的特点，还应该考察作为主体的人的观念、需要、活动等等。

1.2 专业化学活动与专业化学素养

形形色色的实物是由什么材料构成的？为什么它们的性质千差万别？实物材料（即化学物质）又是由什么构成的？不同的实物材料之间能够相互转变吗？它们的相互转变有哪些规律？怎样利用这些规律获得适宜的实物材料来满足人的生活基本需要，改善人的生存环境，提高人的生存质量？怎样解释实物材料的化学性质和化学变化？……专业化学活动起源于人类对上述问题的思考和探索，社会分工则促成了一部分人专门从事化学问题的思考和探索。化学科学的历史表明，对化学问题有强烈的兴趣，是专业化学工作者的首要特点。化学科学的历史还表明，只有形成了下列观念，即明白实物材料是由若干种化学元素组成的；实物材料是由分子、原子、离子等微粒按照一定方式构成的，物质的结构决定它的性质；化学变化是物质的一种变化方式，化学变化有其特殊规律和规定性……才能不错失方向并在专业化学工作中取得成功。此外，他们还必须善于通过物理性质、化学性质及其变化来识别实物材料和化学反应；能够通过推测实物材料的微观结构来解释有关的宏观现象，探究化学变化规律；寻找适宜的制取路线、过程方法和条件控制；或者寻找有关材料新的用途和改性、优化……才能在化学专业研究工作中取得成功。

20世纪以来，化学学科的发展走势被归纳为：由宏观向微观、由定性向定量、由简单到復杂，由经验逐渐上升到理论。21世纪初化学大体上仍然保持这些走势。但是，由于解决新的化学问题的需要，化学科学的发展呈现了一系列新的特点：（1）研究对象更加复杂，开始注意研究介于宏观和微观之间的介观体系（或称亚微观体系，例如纳米体系），注意复杂系统的多尺度问题；领域进一步拓展到各种生物功能分子及其聚集体或复杂组织、具有其他独特功能结构的天然产物分子及其聚集体或复杂组织、人造无机与有机功能材料、复合材料乃至金属掺合材料；（2）由研究简单反应体系向研究复杂反应体系（例如组分数量巨大、反应数目繁多、各反应间强偶联的正构烷烃或者异构烷烃裂解制取丙烯和汽油的复杂反应体系[4]；需氧生物体内普遍存在的代谢反应体系三羧酸循环等）以及高选择性反应（也称作不对称合成或手性合成控制）逐步发展；（3）由注重结构-性质关系向注重组成-结构-性质-功能关系发展；（4）由偶然发现向自觉寻找或发明发展；（5）由应用传统手段向应用现代科学技术和现代信息技术发展；（6）由单学科闭门独干向多学科相互渗透、交叉、协同发展；有关社会问题的解决、跟自然界和谐相处、有关的伦理道德乃至化学文化等等，都开始进入化学的视野，绿色化学思想及绿色技术进一步发展和普及，等等。

现代化学的上述特点表明，组成问题、结构问题和反应问题不仅是近代化学的基本问题，还依然是现代化学的基本问题，不过它们都有了新的特点和内容而已。比较广为人知的例证如，研究蛋白质时，需要了解它的氨基酸组成，而不仅是元素组成；核酸是由许多个核苷酸聚合而成的生物大分子多聚核苷酸，研究核酸时，需要了解核苷酸是由哪些含氮碱基、核糖或脱氧核糖跟磷酸等分子连接而成的；研究蛋白质和核酸的结构时，需要研究它们的一级结构、二级结构、三级结构乃至四级结构和活性中心……对于许多物质来说，不但要研究它们的物理性质、化学性质，常常还要研究它们的生理功能、对环境的影响及其组织结构，等等。

现代化学的元素观、结构观和化学变化观能指引化学研究活动取得新的成果。为了适应现代化学研究的新发展，专业化学人员还需要对复杂系统的特点和有关理论有所了解，并且能自觉地应用于研究工作，创造适应各种复杂化学系统的复杂科学方法；需要有良好的信息素养，善于捕捉、利用和加工有关信息；需要善于应用量子化学方法、计算化学方法以及现代科技实验手段，更加深入地逼近微观本质；又能在更大、更上位的背景（例如生命科学、生态系统、宇宙演化）中统观人类面临的各种挑战，提取并研究和处理好有关的化学问题。

1.3 公民化学活动与公民化学素养

对公民化学素养的要求，跟他们碰到的化学问题以及可能参加的化学活动有关。这些问题和活动主要是：

（1）了解一些重要的化学物质的化学性状，能够妥善地识别、保存、使用以及防范、处理有关的事故，合理地规范自己的行为；

（2）对尚不了解的化学物质和化学变化持审慎的态度，并积极地尝试通过合理途径（例如实验、查阅专业文献、著述或者工具书等）了解它们的组成、结构、化学性质、对生物体和环境的影响等；

（3）知道在应用化学物质和化学变化时应该趋利避害，初步知道如何利用化学保证生活需要、保护生存环境、提高生存质量；

（4）对有关的资源开发利用、工农业生产、废弃物处理等重大社会问题能积极参与决策，表达恰当的意见并付诸行动；

（5）了解什么是化学以及现代化学的主要特点，了解化学的基本观念，了解化学与现代科学以及现代社会及其发展的关系，重视化学学习，等等。

这些素养是在认知兴趣驱动下，以相应的化学知识、技能及其实际应用能力为基础的，受到化学价值观、化学伦理道德观、科学发展观等观念的影响和指导。

为了能顺利地、更多更深地了解化学问题和进一步学习、学好化学，未来的社会公民需要比较系统地了解化学科学知识，包括化学的重要概念和观念、基本的理论和规律，基本的化学过程和方法，以及获得和利用化学信息技术的技能等。

1.4 化学素养的界定

对专业化学素养和公民化学素养等进行概括，可以界定化学素养是通过化学问题解决活动形成和发展的、稳定的、能在化学学习或者化学研究活动中长期发挥作用，作为人在化学学习或者化学研究方面进一步发展的基本品质。对化学的强烈兴趣、正确的化学基本观念、对化学知识技能比较系统的掌握、良好的化学信息素养以及解决化学问题的能力等，对化学素养的形成十分重要。

化学科学是在近代社会形成并在现代社会得到发展的，与社会有着密切的联系，因此，化学素养不是纯粹化学的，还具有跟社会密切联系着的内容，例如跟资源开发利用、生活生产与科学技术材料保障、环境监测保护与修复、医疗与健康、工农业与副业生产、现代科学技术等有关的化学素养，需要具备化学价值观、化学伦理道德观、科学发展观，以及科学素养和技术素养等等。这个特点常常被疏忽，所以这里要特别提出来。

2 化学学科核心素养与学科核心素养

作为社会公民，想要适应社会生活、生存下去，必须具备与公民身份相适应的公民素养。因此，青少年学生必须接受公民教育。但是，公民素养涉及政治、法律、道德、科学、文化等多个领域，而青少年的特点决定了他们在接受公民教育时，不能“大水漫灌”，更不能“避重就轻”，要有序进行，要有轻重缓急，必须首先抓住核心素养、抓好核心素养——“学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[5，6]。

育人是教育的根本任务，素质教育是教育的重要内容。课程是教育思想、教育目标和教育内容的重要载体，要培养学生发展核心素养必须深化课程改革、落实立德树人根本任务，集中体现国家意志和社会主义核心价值观。在这个问题上，我们既要防止迷失方向，又要防止空谈。为此，要统筹各学段、各学科、各环节、各方面力量、各重要阵地的教育教学，进一步明确各学段的教育功能定位，理顺各学段的育人目标，使其依次递进、有序过渡，充分体现教育规律和人才培养规律；既充分发挥人文学科的独特育人优势，又注意进一步提升数学、科学、技术等课程的育人价值，同时加强学科间的相互配合，发挥综合育人功能，不断提高学生综合运用知识解决实际问题的能力；全面发挥课程标准的统领作用，各环节有效配合，相互促进[7，8]。普通高中课程标准的修订中提出了“學科核心素养”概念，为了明确认识、防止偏差，有必要对此展开深入的思考和讨论。

2.1 “学科”的两种含义

“学科”至少有两种含义。一种含义是指称相对独立的、特定的知识子系统，它们通常是一定科学领域或一门科学的分支，如自然科学中的化学、物理学、生物学，社会科学中的法学、社会学等；另一种含义则是指称学校的教学科目，作为教学科目的代名词。简而言之，“学科”可能指的是一门科学，也可能指的是一门科目。

2.2 科学与学科（科目）的区别

“科学”跟“科目”是不同的。顾明远教授曾经指出，“学科并不等于科学，一门科学要变成学校里的学科，需要经过一番改造”[9]。

“科学”要经过怎样的改造才能成为一门教学科目（课目）？

首先，要把一门科学改造成为一门教学科目（课目），要在对教育教学思想、教育教学目标、学生学习基础和特点、教育教学规律和学生知情行意发展规律等作综合考量的基础上，选择、确定①典型和足够的学科事实；②通过概括学科事实形成的重要的基本概念；③根据概念作出的重要判断和推理；④上述理性知识的重要应用、发展和展望；⑤可以在德育、美育、体育以及实践和劳动教育方面拓展教育教学效果的典型材料等等，作为教学的素材。

其次，要根据上述素材的内在联系（本门科学的逻辑系统），以及学生的认知规律、心理发展规律和教学规律等，把上述素材组织成合理、有效的教学内容体系，以课程标准、教学大纲或者课程计划等形式指导教科书和其他教材的编制。

第三，设计相应的训练、强化系统。

第四，设计教学实施及其效果的测量和评价系统，等等。

这个改造过程具体地说明了“科学”跟学科（科目）确实是不同的。

2.3 化学学科核心素养

根据上述讨论，对应于“学科”一词的多义性，化学学科核心素养可能指的是“化学科学的核心素养”（即通常所说“化学素养”），也可能指的是“化学科目（课程）的核心素养”，两者是不同的。如果用“化学科学的核心素养”代替“化学科目（课程）的核心素养”（即把化学素养当作化学学科素养），可能导致脱离实际地提高对化学科目（课程）核心素养的学科要求，把专业化学素养混同于公民化学素养，不利于非化学、超化学的核心素养的培育。根据上述讨论还可以肯定，虽然化学素养本身就含有跟社会联系的内容，但是它们是有限的，不足以满足培养核心素养的需要。

因此，我们所讨论的化学学科核心素养，应该是“化学科目（课程）的核心素养”，可以界定为化学学科教学中应该注意培养的核心素养。这样界定应该比较合理、准确，包容性较大。

化学虽然是一门自然科学，但其中含有实验技术等技术性内容，跟工业技术等有广泛联系；化学学习还需要一般的核心素养支撑。因此，在化学学科核心素养培养中，应该含有科学素养和技术素养中跟化学有密切关系的内容，含有一般的核心素养中跟化学有密切关系的内容，才能搞好化学教学，并进一步提升化学学科（课程）的育人价值，强化跟其他学科间的相互配合，为核心素养培养做出自己的贡献。要了解化学学科核心素养的具体内容，除了要了解具有化学学科专属性的特殊内容外，还需要了解一般的学科核心素养和（学生发展）核心素养的具体内容[10]。

2.4 学科核心素养

跟化学学科核心素养相似，学科核心素养可以界定为学科教学中应该注意培养的核心素养。

根据马克思、恩格斯的有关论述，人的活动既不是纯物质的，也不是纯精神的；构成人的活动过程的基本要素（或环节）包括活动的目的、活动的手段、活动的对象和活动的结果，它们之间是相互联系、相互作用的。其中，活动的手段包括实现目的的实践工具（劳动工具）、认识工具和运用工具的方式即技术，以及一切活动方式和方法等。人的活动作为把人和外部世界联结起来的中介，是一个动态的大系统，它包括语言符号系统、工具操作系统、社会关系系统等子系统。由此可以进一步确定观念、热情（兴趣）、方法、人际关系等都是影响学科活动结果的重要因素，应该是学科核心素养的重要内容。其中，观念不但可以引发学科活动的倾向和兴趣，还可以引领、调控学科活动，具有方法论意义[11]。学科活动和学科教学活动都离不开概念形成、推理、理解、决策等思维活动，这些活动都直接或间接地具有问题解决的形式，以至于可以把问题解决看作是思维活动最普遍的形式[12]，甚至用问题解决来定义思维，把思维说成是“指向问题解决的间接和概括的认知过程”[13]。因此可以说，问题解决活动是学科活动和学科教学活动的主要内容。在正确表征问题之后，确定活动的策略是问题解决的关键。策略是关于活动的整体谋划，决定活动的内容和程序，也是后续的各个活动步骤（或操作）的基本组织方式、解决问题的基本程序，是根据情境特点和变化制订的最适当的活动路径，它决定并调节、控制具体的活动方式，然后才有清晰、细致的具体方法。策略是方法的灵魂和精髓，是智慧的基础成分[14～16]。热情（包括兴趣）能够对主体起作用，发动、维持、调节活动。所以，正如化学学科核心素养所展现的那样，观念、情感因素、活动策略等都是学科核心素养的重要内容。学科核心素养的组成结构可用表1表示。

说起学科核心素养常常有人想起“三维目标”，这是很自然的：以往的学科教学几乎把知识技能当成教学的惟一目标，能力培养常常被忽视，情感、态度、观念等等就更加不受重视了。本世纪初我国的基础教育课程改革明确把过程、方法、情感、态度、价值观作为课程教学目标，跟知识、技能并列形成“三维目标”，这是对以往的学科教学目标的超越。现在，为了更好地培养社会主义合格建设者和可靠接班人，落实立德树人根本任务，总结课程改革10多年的实践经验，在德育为先、能力为重、全面发展教育理念指引下制定学科核心素养，是对“三维目标”的超越，反映了课程理念新的发展和进步。有人说，“‘三维目标蛮好的，没必要搞什么‘核心素养新花头”，其实是没有弄清其中的传承与发展关系。要深刻理解学科核心素养，就一定要认真地跟“三维目标”进行比较，领会提出和制定学科核心素养的真实意图。同时，还要在学科教学实践中努力发挥学科核心素养的核心作用。

2.5 学科核心素养的形成基础

学科核心素养的形成是需要一定基础的。笔者曾经指出：观念是人对于事物或者事物某些方面（问题）的概括性的、总结性的、综合性的认识（见解、看法），是人在对事物感性认识基础上进行分析、概括、抽象、整合和辩证等思考活动的产物[17，18]。对必备品格的认识是形成必备品格的基础，对必备品格的情感、意志是必备品格得以实现和坚持的内驱动力，行为则是品格的体现。能力跟知识及其概括有关：由陈述性知识可以产生活动的程序性知识、确定特定的活动方式，按照这种方式进行活动，达到掌握、熟练程度后逐步内化、概括化和个性化，外部控制和內部意识的作用显著隐化、弱化之后，即可形成能力。敏捷地形成有效的活动策略是上述内化、概括化和个性化过程的重要内容和标志。为了形成关键能力，也是首先需要使学生掌握有关的知识，形成可靠的知识基础[19]。

总之，有关的知识是形成学科核心素养的必要基础。除此之外，有关的活动技能也是形成学科核心素养的必要基础，因为活动需要技能，活动是形成和发展学科核心素养的关键，没有活动技能就难以形成学科核心素养。这里所说的活动包括认知活动、情感活动、言语活动、社会交往活动和实践活动。

2.6 搞好学科核心素养培育的关键

学科核心素养虽然被冠以“学科”二字，并不意味着它只有纯学科的内容，也不能说它的核心是学科。它的核心在于“育人”，在于“促进学生全面发展”。学科核心素养是关系着立德育人的、跟学科有关的因素，这一点是需要注意的。

过于强调学科性、排斥非学科内容，忽视“立德”，忽视培育和践行社会主义核心价值观，就会迷失方向，不能把学生培养成为社会主义建设者和可靠接班人；单纯强调“立德”，忽视学科属性和学科特点，就不能培育全面发展的人，不能把学生培养成为社会主义建设需要的、具有一定科学文化水平的合格的普通劳动者和专门人才。搞好学科核心素养培育的关键在于：恰当地解读学科核心素养的学科性并合理地确定核心内容各成分模块的权重。此外，还应注意知、情、行、意联动；密切结合实际的化学问题解决活动；周密制定有序、可行的养育计划；搞好测量评价工作，等等。

学科核心素养的提出，有利于强化学科教学的育人意识，也有利于核心素养的养育，有利于公民素质的提高和人才的成长。学科核心素养是从属于学生发展核心素养的，应该受学生发展核心素养的指导和约束。

3 学科核心素养与学生发展核心素养

学生发展核心素养是培育、测评学生素养发展状况时的核心内容，在不会引起歧义时可简称为学生核心素养甚至核心素养。

3.1 由人的活动看学科核心素养与学生发展核心素养的关系

马克思、恩格斯指出，人的活动的本质是实践活动。实践活动的内容包括处理人与自然关系的劳动实践和处理人与人社会关系的社会实践两个方面，各种社会关系即通过人的活动形成，如图1所示。

跟学科核心素养对应的学科活动或者属于上图中的社会实践，或者属于上图中的劳动实践；跟学生发展核心素养对应的学科活动则既有社会实践又有劳动实践。可见，学科核心素养与学生发展核心素养是两个不同的概念，搞好了一些学科核心素养的养育，不等于搞好了学生发展核心素养的养育。

学科核心素养只是学生发展核心素养组成的一部分，即使搞好了全部学科核心素养的养育，也不见得就能搞好学生发展核心素养的养育，因为学科课程只是学校教育活动的一部分。虽然它是很重要的一部分，但不是学校教育活动的全部。除了课程教学活动之外，学校里还有其他教育活动。

3.2 不同学科核心素养的协同作用

上位学科相同的不同学科核心素养，相互之间主要是启发、借鉴、引导、强化等关系。上位学科不同的各门学科核心素养，相互间主要是补充、配合、协同等关系，也可能有启发、借鉴、引导、强化等关系。

对于上位学科相同的不同学科核心素养，要注意通过概括、升华促进上位的学科核心素养形成、巩固和发展。对于上位学科不同的各门学科核心素养，它们的加和并不能代替整体的核心素养。要注意发挥学科课程之外的其他教育活动对核心素养形成、完善和发展的作用。

3.3 学生发展核心素养的结构

根据上面的讨论，学生发展核心素养包括核心观念、核心能力和基本品格等基本组成成分（如图2所示）。观念决定着学生活动和品格的倾向与发生，引领、调控学生活动；活动促进和决定着能力和品格的形成与发展，能力决定着活动的顺利进行和效率，品格体现观念、保障活动顺利进行并取得预期成效；活动的结果对观念的巩固、完善和发展有反馈、促进作用。这里的活动包括学科性活動和非学科性活动。

学生发展核心素养的核心观念中最重要的是辨证唯物主义世界观和社会主义核心价值观，后者也决定着学生的人生观。学生发展核心素养的关键能力中最重要的是社会生存能力、自主学习和发展能力、信息能力、思维能力、批判和创新能力、行为和实践能力等。学生发展核心素养的基本品格中最重要的是上进心、责任心、创造精神、积极的人生态度、家国情怀以及国际视野等。

参考文献：

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[5][7] http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7054/201404/167226.html.

[6][8]统筹推进立德树人工作——教育部基础教育二司负责人就《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》答记者问.教育部网站[引用日期2014-05-5].

[9]顾明远.《学科现代教育理论书系》总序.载于：刘知新主编.化学学习论[M].南宁：广西教育出版社，1996.

[10]吴俊明.关于核心素养及化学学科核心素养的思考与疑问[J].化学教学，2016，（11）：3.

[11][12][17]王甦.认知心理学[M].北京：北京大学出版社，1992：276.

[13]汪安圣主编.思维心理学[M].上海：华东师范大学出版社，1992.

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